Thermoplastische Vulkanisate (TPV) sind von großem Interesse für die Entwicklung von Werkstoffen mit spezifischem mechanischem Verhalten. Während jedoch bei reinen Komponenten die experimentelle Charakterisierung der temperaturabhängigen viskoelastischen Eigenschaften in der Regel gut machbar ist, ist dies bei TPV oft schwierig oder unmöglich. Ein Grund dafür ist, dass die TPV-Komponenten oft unterschiedliche Glasübergangstemperaturen haben, was das resultierende Verhalten recht komplex macht. In den meisten Fällen bilden sich beim Mischen von Elastomeren und Thermoplasten heterogene Morphologien, die aus verschiedenen Bereichen mit (fast) reinen Komponenten und endlichen Zwischenphasen bestehen. Neben den reinen Phasen beeinflussen insbesondere diese Zwischenphasen die resultierenden viskoelastischen Eigenschaften erheblich. In solchen Fällen können Materialmodellierung und numerische Simulationen helfen, die Wechselwirkungen zwischen Phasen und Zwischenphasen besser zu verstehen und die resultierenden viskoelastischen Eigenschaften vorherzusagen. In diesem Beitrag modellieren und simulieren wir ein RVE eines binären Blends, das aus Gummi (z.B. EPDM) und Thermoplasten (z.B. PP) besteht. Eine Phasenfeldvariable wird verwendet, um die Morphologie innerhalb der Simulation zu beschreiben. Die Morphologie basiert auf mikroskopischen Bildern und die Abhängigkeit von der Feldvariablen wird aus einer Energieformulierung abgeleitet, die scharfe und diffuse Interphasen zwischen der Elastomer- und der Thermoplastphase zulässt. Sowohl scharfe als auch unterschiedliche diffuse Interphasen werden numerisch untersucht und ihre Einflüsse auf das mechanische Verhalten mit aufwendigen Experimenten verglichen.
Dieser Text wurde mit DeepL übersetzt am 18.12.2025

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